マイクロ波と金属の関係について

質問

マイクロ波についての知識はゼロです。金属にマイクロ波を当てると発熱すると思

いますがアルミやステンレス鋼、鉄、銅合金でも同じなのでしょうか？金属でマイ

クロ波を吸収（保護）する材質はなんですか？またシリコンゴム、ウレタンゴム

ではどうなるのですか。（燃えるのかな）もう一つ電子レンジの扉に生め込まれて

いる金属の金網の材質はなに？どなたか教えて下さい。お願いします。？

回答No.5

eva001 · ベストアンサー

初めて見ました。すでに回答してくださっている方もいらっしゃいますので重複する部分もありますが、回答します。
　電磁波は電波や光やＸ線などの総称です。マイクロ波は電磁波でも電波領域に含まれます。波長は一般的には1mm～1mとされていますが、規定されてはいません。
ただし、電子レンジなどは、国際規格（ＩＳＭバンド）や、（旧？）郵政省等の 法規で使用できる波長（周波数）が規定されています。日本では電子レンジに使われている２４５０ＭＨｚ（自由空間波長約122mm）が主なものです。最近では無線ＬＡＮにも使われています。
　この波長は物質の分子を共振させ易く、「分子振動」により物質を加熱します。
（他にも電子振動などの領域があります。）波長により加熱しやすいものがあり、「水」まマイクロ波で加熱しやすく、金属などはもっと低周の低い高周波の方が加熱しやすいです。逆に波長が短くなると、赤外線などは物質の表面が暖めやすくなります。
　マイクロ波は「誘電加熱」により、絶縁体（誘電体）を加熱しますが、シリコンゴムはマイクロ波を吸収しにくいものです。他には石英やテフロンも吸収しません。ウレタンは確か吸収します。逆に水はマイクロ波の吸収が良いものです。電子レンジで食品を加熱できるのはこのためです。ただし、氷は加熱しにくく、水蒸気は加熱できません。
　また、金属も加熱することがあります。これが「誘導加熱」です。これは形状や材質によります。マイクロ波により金属の極表層で「渦電流」が発生するためですが、アルミやステンレス、銅など、非磁性体の金属は発熱しにくく、鉄など、磁性体は発熱し易いです。（周波数は違いますが、電磁調理器はこの原理を利用しています。）
　電子レンジの扉は確かアルミかステンレスです。
　「静電遮蔽」というのがあり、「雷は自動車の車内には流れない」というのがあります。これと同じように、電波的に密閉された空間からはマイクロ波はその外に出ません。ですから電子レンジで食品は温められても、外の人間には影響がないのです。
　電磁波は電子線ではありませんので、電子レンジを帯電させることはありません。電子レンジにアース（グランド）がついているのは、マイクロ波を発生させる
マグネトロンという真空管を動かすために４０００Ｖ程度の電圧が必要なのですが、万が一、漏電した場合に人身事故を防ぐためのものです。
　微弱なマイクロ波では、ものを加熱するのは困難です。
　しかしながら、マイクロ波の漏洩によるノイズや誤動作を防ぐため、アルミを使うのは、コスト的、実用的に一般的と思います。
　最近の携帯電話やＣＰＵの動作速度はすでにマイクロ波による加熱領域（周波数）に入っており、ちょっと怖いですね。
　とりとめもなく、ごめんなさい。お役に立てれば幸いです。

お礼

すいません回答見るのが遅れました。大変詳しいんですね。
このような質問をまたするかもしれません。その時はお願いします。

回答No.4

nikorin

マイクロ波は電磁波の一種です。電磁波の波長が1mm～1mの電磁波をマイクロ波と呼びます。
電子レンジに用いられるマイクロ波の波長は10cm程度です。
マイクロ波は金属にあたるとほとんど反射され、浸入するのはごく表面のみです。

お礼

お返事ありがとうございます。
マイクロ波については、ちょっとだけ理解してきたと思います。
電磁波の波長で種類が違うんですね。ちなみに波長が短いとどういう特徴がでるのしょうかまた長いと・・・。
どなたか宜しくおねがいします。

回答No.3

taka113

ちょっとわかりにくい部分が有るので補足します。

電磁波は波長と同じ長さのときにもっとも吸収されやすく、2倍、３倍になるに連れて弱くなります。深い鍋やアルミ箔は波長よりもずっと大きな金属なので電磁波を反射しますが、反射を繰り返して電磁波が一点に集まりやすくなり、部分的に電磁波が強め合わされて火花を散らせます。この時に電磁波が吸収されれば金属には電磁誘導の原理で電流が流れ、発熱します。

お礼

おりがとうございます。知識ゼロなのですいませんが追加質問です。
マイクロ波と電磁波は同じようなものですか？（波長の長さとか性質等）。また、
電磁波は波長と同じ長さのときにもっとも吸収されやすいというのは、つまり金属
内部(表面だけ？）に電磁波が侵入したと考えていいのでしょうか？
その場合エネルギーは伝播するにつれて減衰し、その分のエネルギーが熱エネルギ
ーに変わるとどなたかの回答にありました。要するに発熱してしまうのですよね？

また、どの金属でも同じ様にになるのでしょうか？その分野に詳しい方お願いします。

回答No.2

taka113

電磁波には、金属の大きさがマイクロ波の波長の倍数と同じ時に吸収され、それ以外のとき反射されるという性質が有ります。この原理はTVのアンテナに応用されていて、巧妙に反射と吸収を行わせる事で好感度を得ます。ですから、吸収する場合と反射される場合の両方が有り、深い鍋やくしゃくしゃになっているアルミ箔などは電磁波を乱反射させたり一点に集めてしまい、急激に温度が上昇して発火してしまいます。その反面、ターンテーブルや角皿は金属で出来ていますが、ほとんど平面に近い形なので安全だというわけです。

ちなみに金属の金網は電磁波が外に漏れないように付けられていて、アースはされていても絶縁はされていません。絶縁してアース・・という事は不可能です。

回答No.1

momococo

かなり自信がないのですが・・・
確か、金属を電子レンジに入れていけない理由は、帯電してスパークするからで、金属自体が発熱するのでは無いと思います。つまり、電気を通す物質は、全部危ないのでは？
次に、シリコンゴム、ウレタンゴムの件ですが、
電子レンジの仕組みは、水の分子にマイクロ波をぶつけて、暖めるので、多分シリコンゴム、ウレタンゴム、共に温まり方が遅い（温まる時間が水に比べて著しく長い）と思います。
最後に、電子レンジの扉の金網の材質ですが、
これが何かは知らないのですけれど、絶縁されていて、さらに、アースされていれば大丈夫と思うのですが・・・。

お礼

お返事どうもありがとうございます。
帯電してスパークするからですね。

ちなみに半導体装置でマイクロ波を使用している箇所にはアルミニュ－ムを

使っているとか聞きます。それってプロセス的に大丈夫なのかな？

どなたかこれも教えてください。